DTU透传模式研究

[hek320]

DTU即数据传输终端，在这个产品之前数据的传输其实就是一个无线的modem，远端数据采集器通过无线modem拨号上网的方式连接到M2M监控平台。第一阶段的产品也就是一个适合于应用在恶劣环境下的无线modem，为了解决DTU适合于不同的M2M平台简化远端数据采集器的程序代码兼容各种数据采集器，因此，需要解决DTU进行数据的透传，透传模式是采集终端与平台之间进行直接数据处理的一种通信方式，DTU不改变原有的采集终端与M2M平台的通信方式 远端数据采集器与M2M平台直接进行各行业协议的对接。透传模式的建立是：上电后DTU主动连接到对应的M2M平台建立一个透明的通道。

1原理及应用
透传模式将本地异步串口通信转换成基于 TCP/UDP 协议的网络通信。其主要目的是将串行通信的简单设备实现在网络上的通信，而这些设备不需要做任何改变，为此，透传模式定 义了一系列相关的操作参数，这些参数的定义实现了网络连接所需要的属性。当DTU工作在透传模式时，在设备串口与网络之间的工作方式就象路由器的路由过程 。
透传模式的工作方式不同于客户端或服务端设备（客户端设备通常指PLC、RTU等数据采集设备，服务端设备指系统中心服务器），当客户端发起通讯请求时，在两设备之间数据传输之前，DTU必须与远端服务中心建立网络连接，也就是说，客户端设备（例如PLC） 要与数据中心进行数据传输时，首先客户端设备与DTU设备的串口连接，DTU 在进入透传模式后，自动被调用去与服务器中心设备建立网络连接，当网络连接被建立后，数据就可 以在这条链路上实现双向数据传输了。
DTU 进入透传模式后，既可以作为客户端模式也可作为服务端模式。工作在透传模式下的DTU将自动完成串口到网络通信的转换，所有数据可透明的在两设备之间双向传输 。
透传模式的建立首先要用AT命令定义所有相关的参数，然后再用一特殊AT命令进入透传模式 。
DTU一旦进入透传模式，将不再接收任何AT命令，通过与主机串口的连接，DTU专注于处理本地设备串口的数据，DTU不对数据做任何处理（即透明传输）。在这种模式下，需要特殊说明的是自动波特率不起作用，在进入透传模式之前，固定波特率必须设置，不能设置成自动波特率 。
通过串口连续输入 3 个 “+” 号，间隔在半秒以内输入，DTU将退出透传模式进入命 令模式，此时DTU切换到命令模式并可再次响应AT命令。

2 激活
通过对应的AT指令，DTU将强制进入透传模式。当这个命令被执行后，如果DTU 登录GPRS网络成功，它将关闭所有打开的socket连接，并断开与 ISP 的连接，进入重新启动阶段。当 DTU 重启后工作在透传模式时，它将设置串口为固定波特率，同时串口参数的设置根据其参数中定义而定。
上线后，它将根据参数定义创建socket，发送注册信息 ， 注册信息包含从ISP得到的动态IP地址、监听端口号，这个监听端口号一旦设置，此时设备工作在服务器模式，DTU将等待远程客户端设备的连接 。
在下列情况发生时 ，DTU 将断开 socket 连接 ：
a) 远端服务器关闭了透传模式的 socket 连接 。
b) IATO 设置的时间超时 。
c) 设备从串口接收到由 DSTR 设置的字符串
通过输入 “+++” 可退出透传模式，退出后BDRF设置的波特率参数将是控制DTU 的波特率。

3 断线重连
这里的断线重连机制包含两部分 ，一个是 DTU 拨号与移动/联通建立 PPP 连接的重新建立过程，一旦DTU 在接入GPRS/CDMA 网络出现异常，此时DTU将自动检测网络， 重新拨号上线；另一个是DTU上线后，DTU与数据中心建立的TCP连接的重连过程，在无线网络通信环境里，网络连接的断线是不可避免的，因此在DTU内部设置自动重连机制， 一旦网络通信链路断开（ 即TCP连接断开），DTU自动重新建立与数据中心的TCP连接。

4 数据包传输
DTU 可将接收到的数据缓存起来，打包然后通过网络传输到远端系统。DTU在发送数据时，有如下4种触发条件，当遇到下列条件之一时数据将被打包发送。
a) 从串口接收到最大字节数，数据将被发送。
b) 可设置最大传输单元，DTU可按照最大传输单元大包进行数据传输。
c) 当遇到特定字符时，发送数据；
d) 发送数据间隔时间超时时，发送数据，即每隔这个间隔时间后，设备就发送数据。
上诉4个条件只要有一个条件成立，数据就会被发送，这些参数可通对应的AT命令设置。
当为 UDP 传输时，数据包的大小是根据一次性写入串口数据包的大小有关。当为 TCP通信时，数据包在传输之前要被合并，这个遵循TCP协议的相关规定 。

5 结束透传任务
结束透传任务可通过如下方式 ：
a) 通过串口向 DTU 传输断开连接的字符串，这个字符串在专门的参数设置中，针对短连接有效，如果是长连接，此时DTU根据参数设置的时间间隔重新与数据中心建立 TCP 的连接 。
b) 等待非激活时间超时，在超时时间范围内假如没有数据传输，DTU将断开此连接。
这两个条件中只有有一个条件产生，DTU将离线，透传任务将被结束，此时DTU处于等待重新建立连接的触发条件的发生 。